Te ei usu, millise materjaliga saab kulda vanast elektroonikast kätte

Pilt on illustratiivne. Foto: REUTERS/Athit Perawongmetha

Singapuri Riikliku Ülikooli teadlased on välja töötanud uue materjali, mis on elektroonikajäätmetest kulla eraldamisel 10 korda tõhusam kui senised meetodid. Uut tüüpi käsnataoline materjal on valmistatud grafeenoksiidist ja kitosaanist ning see võib muuta viisi, kuidas kulda elektroonikajäätmetest eraldatakse. Seni on seda kirjeldatud kui saastavat tegevust, mille saagikus on väike ja mille tulemuseks on mürgised saasteained.

Uuringu autorid, kelle töö avaldati ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences, sõnasid, et loodud komposiitmaterjal ei eralda ainult kulda, vaid ka vähendab seda. Teadlaste selgitusel võimaldab nende lähenemine keemilist eraldamist ja kulla keemilist vähendamist e-jäätmetest ilma energiakuluta, luues majandusliku väärtuse muidu ära visatud esemetele.

Elektroonikajäätmetest tõhusam kulla eraldamine on oluline kahel põhjusel: see vähendab e-jäätmete hulka ja vähendab sõltuvust uue kulla kaevandamisest, kust levib keskkonda ohtlikke aineid nagu tsüaniidid ja aktiveeritud süsinik. Praegused kullaeraldamise meetodid, näiteks elektrolüüs, nõuavad aga palju energiat ja on ajakulukad.

Selle uue komposiitmaterjali arendajad Kostja Novosjolov ja Daria Andrejeva, kes juhivad uuringut Singapuri Riikliku Ülikooli Instituudis, valisid grafeeni ja kitosaani nende ainete omaduste tõttu, mis sobivad ideaalselt kulla eraldamiseks. Grafeenil on suur pindala, mis sobib hästi ioonide adsorbeerimiseks, ja kitosaan toimib loodusliku vähendusainena, muutes kuldioonid metalliliseks kullaks.

Uuenduslik materjal ja meetod mitte ainult ei paranda kulla eraldamise efektiivsust, vaid annab olulise panuse keskkonnasõbralike lahenduste väljatöötamisse e-jäätmete käitlemisel Foto: Kou Yang et al.

Laborikatsetes suutsid nad oma leiutatud käsnataolise materjaliga eraldada umbes 17 grammi kulda iga grammi Au³⁺ ioonide kohta ja üle 6 grammi Au⁺ ioonide kohta, mis on umbes 10 korda efektiivsem kui seni teadaolevad meetodid. Kullaioonide eraldamise protsess kestab vaid 10 minutit võrreldes teiste meetoditega, mis võivad võtta päevi.

Teadlaste sõnul on kulla e-jäätmetest eraldamine keeruline protsess, mis hõlmab kulla lahustamist, ioonseisundis adsorbeerimist ja selle järgnevat muutmist metalliliseks kullaks. Loodud nanomõõtmelise komposiitmaterjali puhul toimib materjal ühtaegu kullaioonide püüdjana ja vähendusainena. Teadlased ütlevad, et komposiidi mitmemõõtmeline struktuur tähendab, et kuldioonide adsorbeerimiseks ja redutseerimiseks ei ole vaja rakendada pinget, sest tehnika tugineb üksnes kuldioonide keemilise imendumise kineetikale.

Elektroonikajäätmed. Foto: REUTERS/Eloisa Lopez

Innovatsioon kulla eraldamisel ja jätkusuutlikkuse parandamisel

Teadlased rõhutasid, et see uuenduslik meetod mitte ainult ei paranda kulla eraldamise efektiivsust, vaid annab olulise panuse keskkonnasõbralike lahenduste väljatöötamisse e-jäätmete käitlemisel ja loodusvarade säästmisel. Kuigi esialgsed uuringud keskendusid kullale, usuvad teadlased, et sama tehnoloogiat saab kohandada ka teiste väärtuslike metallide, näiteks hõbeda, plaatina või pallaadiumi eraldamiseks elektroonikajäätmetest või isegi kaevandamisjääkidest.

Lisaks e-jäätmetele võib tehnoloogiat potentsiaalselt kasutada ka laiemates e-jäätmete projektides, näiteks raskmetallide eemaldamiseks saastunud veekogudest või tööstusreoveest, teatas Physics World. Uuringus osalesid ka teadlased Manchesteri Ülikoolist ja Guangdongi Tehnoloogiaülikoolist.

Allikad: physicsworld.com ja interestingengineering.com